Системы электростартерного пуска презентация

Содержание

Назначение и принцип действия системы электростартерного пуска Система электростартерного пуска представляет собой комплекс механических и электрических устройств, обеспечивающих принудительное вращение вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС) до частоты вращения, необходимой для его

Слайд 1Системы электростартерного пуска

Слайд 2Назначение и принцип действия системы электростартерного пуска
Система электростартерного пуска представляет собой

комплекс механических и электрических устройств, обеспечивающих принудительное вращение вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС) до частоты вращения, необходимой для его запуска.

Слайд 3Особенности работы электростартеров и
требования к электростартерам
Электростартер получает питание от аккумуляторной батареи

- автономного источника электроэнергии ограниченной мощности. Вследствие внутреннего падения напряжения в батарее напряжение на выводах электростартера не остается постоянным, а уменьшается с увеличением нагрузки и силы потребляемого тока.
 
Сила тока электростартеров может составлять несколько сот и даже тысяч ампер. При такой силе тока на характеристики стартерного электродвигателя большое влияние оказывает падение напряжения в стартерной сети, т.е. в стартерном проводе и «массе».

Слайд 4 Режим работы электростартеров - кратковременный с длительностью включения до 10с при

температуре 20°С. При отрицательных температурах допускается длительность работы до 15с для стартеров бензиновых двигателей и до 20с для стартеров дизелей.
 
Длительное время по отношению к периоду прокручивания коленчатого вала двигателя стартер может работать в режимах полного торможения и холостого хода. Якорь стартера должен без повреждений в течение 20с выдерживать нагрузки, возникающие при частоте вращения коленчатого вала, на 20% превышающей частоту его вращения в режиме холостого хода.

Слайд 5Состав системы электростартернрго пуска:
стартерная аккумуляторная батарея;
электростартер, который состоит из следующих компонентов:
электродвигатель

постоянного тока,
тяговое реле стартера,
приводной механизм,
редуктор,
маховик ДВС с зубчатым венцом.

Слайд 6Назначение элементов системы электростартерного пуска
Стартерная аккумуляторная батарея - обеспечивает электроэнергией систему

пуска.
Электростартер - приводит во вращение ДВС.
Электродвигатель постоянного тока - преобразует электроэнергию в механическую энергию вращения,
Тяговое реле стартера - производит включение и отключение электродвигателя, а также ввод и вывод шестерни стартера во взаимодействие с маховиком ДВС.
Приводной механизм - обеспечивает передачу момента от электродвигателя к маховику ДВС.
Редуктор - обеспечивает понижение частоты вращения шестерни стартера до требуемого уровня.
Маховик ДВС - приводит в движение механизм ДВС.

Слайд 7Схема включения электростартера
1-выключатель зажигания;
2- контактные болты и подвижный контактный диск;

3,4-соответственно втягивающая и удер­живающая обмотки тягового реле; 5 -якорь тя­гового реле;
6 - рычаг привода;
7- якорь стартера;
8 - по­водковая муфта;
9 – роликовая муфта свободного хода; 10-шестерня привода;
11 -зубчатый венец ма­ховика;
12 –аккумуляторная батарея.

Слайд 8Принцип действия электростартера
При включении выключателя зажигания 1, втягивающая 3 и удерживающая

4 обмотки тягового ре­ле подключаются к аккумуляторной батарее 12. Якорь 5 тягового реле притя­гивается к сердечнику электромагнита и с помощью рычага 6 и поводковой муфты 8 меха­низма привода вводит шестерню 10 в зацепление с зубчатым венцом махо­вика 11.
При этом электромагнитное реле замыкает контакты 2, через которые от аккумуляторной батареи подается питание на электродвигатель стартера. Стартер с помощью шестерни 10 начинает раскручивать маховик 11. Отметим, что при замыкании контактов 2 втягивающая обмотка 3 оказывается зашунтированной через выключатель 1 и контакты 2. Поэтому якорь тягового реле удерживает только удерживающая обмотка 4.

Слайд 9После пуска ДВС скорость его вращения возрастает, что может привести к

передаче момента в обратном направлении от маховика 11 к электродвигателю 7. В этом случае частота вращения ротора электродвигателя превысит допустимый предел и электродвигатель может выйти из строя.
Чтобы не допустить этого, муфта сво­бодного хода 9 предотвращает пере­дачу вращающего момента от махови­ка к валу якоря электродвигателя.
.

Слайд 10Шестерня привода не выходит из за­цепления с венцом маховика до тех

пор, пока замкнуты контактны 2.
При размыкании выключателя 1 втягивающая и удерживающая обмот­ки тягового реле подсоединяются к аккумуляторной батарее последова­тельно через силовые контактные болты 2. Так как число витков у обеих обмоток одинаково и по ним при последовательном соединении проходит один и тот же ток, обмотки при разомкнутом выключателе 1 создают два равных, но противоположно направленных магнитных потока. Сердечник электромагнита размагничивается, возвратная пружина перемещает якорь 5 реле в исходное нерабочее положение и выводит шестерню 10 из зацепления с зубчатым венцом маховика.
При этом размыкаются и силовые контактны 2.

Слайд 11а)Магнитные силовые линии протекают от северного полюса к южному;
б) взаимодействие магнитных

полей магнита и проводника с током.

В левой части проводника, силовые линии магнита и проводника будут проходить в одном направлении и их поля будут усиливать друг друга. В правой части проводника силовые линии будут направлены против друг друга. Это приведет к ослаблению магнитного поля с этой стороны. Проводник будет стремиться двигаться от сильного поля к слабому полю. Этот принцип используется для преобразования электрической энергии в механическую энергию в электродвигателя стартера.

Слайд 12а) Движение проводника в магнитном поле;
б) упрощенная схема электродвигателя постоянного тока

Слайд 13 Направление силы, приложенной к проводнику с током в магнитном поле. Определяется

по правилу левой руки.
Магнитные силовые линии должны входить в ладонь левой руки, 4 пальца ориентируются по направлению тока. Тогда отогнутый большой палец покажет направление действия силы на проводник.

Слайд 14Конструкция классического электростартера

Слайд 15Магнитная цепь электродвигателя стартера
 
 
 
 
Полюсный
наконечник
Корпус
Обмотка
возбуждения
Якорь (ротор) с обмоткой ротора
 
Магнитный


поток

Железные полюсные наконечники и железный корпус стартера, а также железо ротора являются элементами магнитопровода, проводящими магнитный поток возбуждения, создаваемый обмоткой возбуждения.

Слайд 16Железо якоря выполняется шихтованным, набранным в пакет из стальных пластин толщиной

1-1,2 мм, в пазы которого укладываются секции обмотки. Шихтованная конструкция железа якоря используется для борьбы с вихревыми токами, вызывающими дополнительные потери мощности в стартере и дополнительный его нагрев.
Пакет якоря напрессован на вал, вращающийся в двух или трех опорах с подшипниками.
Концы секций обмотки якоря соединены с коллектором. Каждый сегмент (пластина) коллектора изолирован от соседних пластин. Типичный коллектор электростартера имеет более чем 30 пластин. Коллектор электрически изолирован от вала.

Слайд 17Концы секций обмотки якоря соединены с коллектором. Каждый сегмент (пластина) коллектора

изолирован от соседних пластин и вала. Типичный коллектор электростартера имеет более чем 30 пластин. Коллектор электрически изолирован от вала.

Электродвигатель постоянного тока с одной петлей (секцией) обмотки якоря не будет производить достаточный крутящий момент для вращения двигателя. Мощность может быть увеличена путем добавления большего количества петель (секцией) обмотки якоря и увеличения количества полюсов статора.

Слайд 18 
 
 
Полюсный
наконечник
Корпус
Якорь (ротор) с обмоткой ротора
Полюса (полюсные наконечники) прикреплены винтами

к внутренней части корпуса электродвигателя стартера. В большинстве стартеров используются четыре полюса. Железные полюсные наконечники и железный корпус стартера являются элементами магнитопровода, проводящими магнитный поток возбуждения, создаваемый обмоткой возбуждения

Слайд 19Полюса (полюсные наконечники) прикреплены винтами к внутренней части корпуса электродвигателя стартера.

В большинстве стартеров используются четыре полюса.

Взаимодействие магнитных полей статора и якоря электродвигателя стартера вызывает вращательный момент ротора стартера, а коллектор обеспечивает постоянство направления действия этого момента, а следовательно постоянство направления его вращения.

Слайд 27Принцип действия и конструкция тягового электромагнитного реле (соленоида)
1-выключатель зажигания;
2- контактные

болты и подвижный контактный диск;
3,4-соответственно втягивающая и удер­живающая обмотки тягового реле; 5 -якорь тя­гового реле;
6 - рычаг привода;

Реле имеет две обмотки, намотанные на латунную втулку, в которой свободно перемещается стальной якорь, воздействующий на шток с подвижным контактным диском. Два неподвижных контакта в виде контактных болтов закрепляют в пластмассовой крышке.

Слайд 28Удерживающая обмотка, рассчитанная на удержание якоря реле в притянутом к сердечнику

состоянии, намотана проводом меньшего сечения и одним выводом подключена к «массе» электростартера. Втягивающая обмотка подключена параллельно контактам реле. При включении реле она действует согласно с удерживающей обмоткой и создает необходимую силу притяжения, когда зазор между якорем и сердечником максимален. Во время работы стартерного электродвигателя замкнутые контакты тягового реле шунтируют втягивающую обмотку и выключают ее из работы.

1-выключатель зажигания;
2- контактные болты и подвижный контактный диск;
3,4-соответственно втягивающая и удер­живающая обмотки тягового реле; 5 -якорь тя­гового реле;
6 - рычаг привода;

Слайд 29Подвижный контакт снабжен пружиной. Перемещение подвижного контактного диска в исходное нерабочее

положение обеспечивает возвратная пружина. Тяговое реле рычагом связано с механизмом привода, расположенным на шлицевой части вала. Рычаг воздействует на привод через поводковую муфту.

Слайд 32Принцип действия и конструкция механического привода электростартера
а) Шестерня привода вращает венец

маховика,
б) устройство роликовой муфты свободного хода.

Слайд 33Привод стартера служит для механического соединения якоря стартера с зубчатым венцом

маховика двигателя внутреннего сгорания через шестерню привода. Чтобы предотвратить повреждение шестерни привода она должна войти в зацепление с зубчатым венцом до того, как якорь стартера начнет вращаться. Чтобы обеспечивать плавное соединение, концы зубьев шестерни имеют коническую форму.

ика

Слайд 34Наиболее распространенным типом привода стартера является роликовая муфта свободного хода. Муфта

передает крутящий момент только в одном направлении. Это позволяет электродвигателю стартера передавать крутящий момент на венец маховика двигателя внутреннего сгорания, но предотвращает передачу крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к электродвигателю стартера.

Слайд 351- кожух муфты,
2- наружная ведущая обойма,
3- ролик,
4- толкатель,
5-

прижимная пружина,
6- держатель пружины,
7- ведомая обойма,
8- шестерня стартера,
9- вал.


Слайд 36При включении стартерного электродвигателя, ведущая обойма муфты свободного хода вместе с

якорем поворачивается относительно неподвижной еще ведомой обоймы. Ролики под действием прижимных пружин и сил трения между обоймами перемещаются в узкую часть клиновидного пространства, и муфта заклинивается. После пуска двигателя частота вращения ведомой обоймы с шестерней превышает частоту вращения ведущей обоймы, ролики под действием центробежной силы переходят в широкую часть клиновидного пространства между обоймами, поэтому вращение от венца маховика к якорю стартера не передается (муфта проскальзывает).

Слайд 371- шестерня стартера,
2- ведомая обойма,
3- ролик,
4- кожух муфты,
5-

наружная ведущая обойма,
6- буферная пружины,
7- поводковая муфта,
8- шлицевая втулка,
12- возвратная пружина.

Слайд 39Конструкция электростартера с полюсами из постоянных магнитов и планетарным редуктором
 
Такой стартер

имеет меньший вес, более простую конструкцию и отличается пониженным тепловыделением по сравнению с классическим стартером. В нем используется четыре или шесть полюсов из постоянных магнитов вместо катушек возбуждения и полюсных наконечников, поэтому ток подается непосредственно на обмотку якоря через коллектор и щетки.
В нем также используется планетарный редуктор

Слайд 42Характеристики электростартеров

Свойства электростартеров оценивают по рабочим и механическим характеристикам.
Рабочие характеристики представляют

в виде зависимостей напряжения на зажимах стартера UCT,
полезной мощности Р2 на валу, полезного вращающего момента М2, частоты вращения якоря nа и
КПД стартерного электродвигателя от силы тока якоря Iа.
 
При вращении якоря в его обмотке индуцируется ЭДС:

,
 
 
 
где
cе – конструктивный коэффициент, не зависящая от режима ее работы;
Ф - магнитный поток, проходящий через воздушный зазор и якорь электродвигателя.
 

Слайд 43При питании стартера от аккумуляторной батареи ЭДС:


 
 
где ΔUщ- падение напряжения

в контактах щетки-коллектор;
RaΣ - суммарное сопротивление цепи якоря;
Rnp - сопротивление стартерной сети;
Ra - сопротивление обмотки якоря;
Rc - сопротивление последовательной обмотки возбуждения.
 


Слайд 44Частота вращения якоря определяется по формуле:



.

С уменьшением нагрузки электродвигателя с последовательным возбуждением магнитный поток Ф падает, а nа быстро возрастает до значения nаО при силе тока холостого хода Iao. В стартерах смешанного возбуждения частота вращения в режиме холостого хода ограничивается магнитным потоком параллельной обмотки возбуждения. При уменьшении нагрузки магнитный поток, создаваемый последовательной обмоткой, стремится к нулю, тогда как намагничивающая сила параллельной обмотки и создаваемый ею магнитный поток даже немного увеличиваются

Слайд 45Электромагнитный вращающий момент


 
 
 
где См - постоянная электрической машины.
 
В электродвигателях с

последовательным возбуждением через обмотку
возбуждения проходит весь ток якоря Ia, поэтому магнитный поток возрастает
с увеличением нагрузки стартера. При одинаковых номинальных параметрах
электродвигателей с параллельным и последовательным возбуждением
последние развивают большие полезные моменты М2К в режиме полного
торможения. Это улучшает их тяговые свойства, облегчает трогание системы
стартер-двигатель с места и раскручивание коленчатого вала при пуске
двигателя при низких температурах.
 

Слайд 46 Подводимая к стартеру мощность за вычетом электрических потерь
преобразуется в электромагнитную

мощность:


 
 
 
Максимальная электромагнитная мощность


 
 
 
Зависимость электромагнитной мощности от силы тока представляет
собой симметричную параболу с максимальным значением при силе тока Iм
равной половине тока IK полного торможения.

Слайд 47Полезный вращающий момент на валу электродвигателя


 
 
 
Сила тока, потребляемого электродвигателем со

смешанным возбуждением

 


 
 
 
где Is=Ucт/Rs - сила тока в параллельной обмотке возбуждения;
Rs - сопротивление параллельной обмотки возбуждения.

Слайд 48Подводимая к стартерному электродвигателю мощность


 
 
 
КПД стартерного электродвигателя


Слайд 49Рабочие характеристики электродвигателя стартера последовательного возбуждения

Слайд 50Механические характеристики электростартеров обычно представляют в виде зависимости вращающего момента М2

от частоты вращения якоря nа

1-для электродвигателей последовательного возбуждения
2 -для электродвигателей смешанного возбуждения

Слайд 51 При снижении напряжения на выводах аккумуляторной батареи и стартера, в связи

с понижением температуры или увеличением сопротивления стартерной сети при той же силе тока Iа=ЭДС Еа, частота вращения nа и мощность Р2 электродвигателя уменьшаются. При той же частоте вращения nа уменьшается вращающий момент М2.

Слайд 52 Частоту вращения коленчатого вала двигателя электростартером n* в различных условиях пуска

определяют по точкам пересечения зависимостей момента сопротивления двигателя МС и приведенного к коленчатому валу вращающего момента стартера М* от частоты вращения коленчатого вала n. Минимальную температуру пуска Тmin определяют при совмещении на одном графике зависимостей частоты вращения коленчатого вала электростартером n*, минимальной пусковой частоты вращения nmiп от температуры Т окружающей среды.

Слайд 53Крепление стартеров на двигателях
Обычно стартер располагают сбоку картера двигателя, при этом

крышка со стороны привода обращена в сторону маховика и входит в отверстие картера сцепления.
 
Стартеры мощностью свыше 4,4 кВт с диаметром корпуса 130-180 мм устанавливают в углублениях специальных приливов двигателя. К посадочной поверхности прилива двигателя корпус стартера прижимается стальными лентами или литыми скобами. От проворота стартер фиксируют шпонками или штифтами.
 
Шестерня механизма привода стартера может быть установлена между опорами под крышкой или консольно за ее пределами.

Похожие презентации

Механизация крыла 848
Н.Е. Жуковский теоремасы 422
Введение. Радиоволны и их свойства 556
Спектры и спектральные закономерности. Спектры электромагнитного излучения 271
Жұмыс орындарындағы электромагниттік сәулеленулер 635
Сообщающиеся сосуды 312

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика